DE2606512C3 - Verstärkungsanordnung für einen Gummi-Verbundkörper und deren Verwendung - Google Patents

Verstärkungsanordnung für einen Gummi-Verbundkörper und deren Verwendung

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DE2606512C3
DE2606512C3 DE2606512A DE2606512A DE2606512C3 DE 2606512 C3 DE2606512 C3 DE 2606512C3 DE 2606512 A DE2606512 A DE 2606512A DE 2606512 A DE2606512 A DE 2606512A DE 2606512 C3 DE2606512 C3 DE 2606512C3
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Description

Die Erfindung betrifft eine Verstärkungsanordnung für einen Gummi-Verbundkörper und ihre Verwendung für die Verstärkung von Gegenständen aus Gummi, insbesondere von Luftreifen.
Die Verwendung von Stahlgt jilden in verschiedenen geometrischen Formen für die Verstärkung von Gegenständen aus Gummi ist s. ,-gemein bekannt So beschreibt die US-PS 37 62 145 eine aus Metallfasern gesponnene Litze. Eine Anzahl solcher Litzen wird anschließend zu einem Strang zusammengedreht Dieses Verfahren ist weithin gebräuchlich für die Herstellung von Verstärkungen für Gegenstände aus Gummi, insbesondere für Luftreifen. Die Herstellung solcher Stränge ist jedoch wegen der dazu benötigten Ausrüstung sowie wegen der zahlreichen Verfahrensschritte ziemlich teuer. Die Kosten erhöhen sich zusätzlich aufgrund einer mäßigen Ausbeute, die sich dadurch ergibt, daß die Metallfasern durch das Zusammendrehen häufig reißen, sich aneinander reiben oder sonstwie geschwächt werden. Da die Ermüdungsfestigkeit eine sehr wesentliche Eigenschaft von solchen Verstärkungen ist, geben durch das Zusammendrehen der Fasern verursachte Oberflächenschäden an denselben Anlaß zur Zurückweisung des Produkts.
Bei einem anderen Verfahren werden für die Verstärkung von Luftreifen Verstärkungsgebilde in Form von dünnen, ebenen Bändern verwendet. Derartige Elemente sind in den neueren US-Patentschriften 36 67 529 und 37 94 097, sowie in älteren Patenten aus dem vorigen Jahrhundert beschrieben. Die US-PS 36 67 529 beschreibt die Verwendung von dünnen Bändern in Verbindung mit Drähten oder Litzen für die Verstärkung von Radialreifen, fiemäß der 1IS-PF! !7 44 097 werden Flathdrähte mit l.ängsrilleii versehen, die die Haftfestigkeit /wischen dem Draht und dem (ii:mmim,iteriiil verbessern sollen.
Ans der ATI'S I H5 2K J is! ein Verfahren /um Hi-ii'UijrcTj von na'i'iri hem ο(|<τ k"MStli<:liem Kai1! siriiik ,in Oberfläche;: bekannt. L'jniäf! dem zur Verbesserung der Haftverbindung wäßrigen Lösungen von Schwefelamraon oder Rhodanarnmoniura oder Thioharnstoff verwendet werden, die Kondensationsprodukte des Resorcins oder m-Phenylendiamins oder ä m-Aminophenols mit Hexamethylentetramin oder Formaldehyd enthalten und die zusätzlich solche kautschukverträglichen Stoffe enthalten, die imstande sind, eine gleichmäßige Verteilung und Schichtenbildung der wäßrigen Lösungen auf den vorzubehandelnden Flä chen zu gewährleisten
Die DE-AS 1015 166 offenbart einen Klebstoff aus einem Butadienmischpolymerisat und einem unvollständig kondensierten Phenolharz, der für das Verkleben von Holz, Leder, Kunststoffen, Glas und Metall geeignet
is ist
Aus der DE-PS 9 63 094 ist schließlich ein Verfahren zur Herstellung eines Klebstoffs für Kautschuk auf Metall bekannt, gemäß dem ein saurer Stoff mit einem Copolymerisat aus einer konjugierten dio'efinischen Verbindung und einer monoolefinischen Verbindung umgesetzt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Verstärkungsanordnung für einen Gummi-Verbundkörper und insbesondere für Luftreifen anzuge- ben, die eine gute Haftung an dem Gummi zeigt, die erforderliche Ermüdungsfestigkeit besitzt und eine hohe Zerreißfestigkeit aufweist
Diese Aufgabe wird nun durch die Verstärkungsanordnung gemäß Hauptanspruch gelöst
jo Der Unteranspruch 2 betrifft eine besonders bevorzugte Ausführungsform dieser Verstärkungsanordnung. Gegenstand der Erfindung ist schließlich die Verwendung dieser Verstärkungsanordnung für Gummi-Verbundkörper, insbesondere von Luftreifen.
Die erfindungsgemäße Verstärkungsanordnung umfaßt ein dünnes Stahlband, das insbesondere aus kaltgewalztem Schwarzblech besteht, eine Dicke im Bereich zwischen 0,127 und 0308 mm und vorzugsweise von 0,36 mm und darunter besitzt und eine Zerreißfe stigkeit von mehr als 1407 kp/cm2 und vorzugsweise von mehr als 14062 kp/cm2 aufweist und einen Kohlenstoffgehalt von wenigstens 0,40% und insbesondere zwischen 0,40 und 0,9% aufweist. Dieses Stahlband wird zu einer rechteckigen Querschnittsform mit einem
4> Seitenverhältnis von mehr als 2 geschnitten, so daß es bei einer Dicke /wischen 0,127 und 0,508 mm eine Breite im Bereich zwischen 0,254 und 5,08 mm aufweist Dieses Stahlband weist ein durch Wärmebehandlung oder Abschrecken erzieltes, getempert martensitisches, bai-
-<o nitisches oder gcMischt martensitisch-bainitisches Feingefüge auf und ist an der Oberfläche mit einem üblichen Bindemittel für die stoffschlüssige Verbindung mit Gummi kontinuierlich beschichtet.
Die Erfindung sei im folgenden näher unter
-,-> Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. I eine Schrägansicht der erfindungsgemäßen Verstärkungsanordnung, F i g. 2 eine Schnittansicht von in Gummi eingebette-
Wi ten Verstärkungsanordnungen nach F i g. I und
Fig. 3 eine schematisierte Querschnittansicht eines Luftreifens mit darm eingebetteten Verstärkungsanortlniiiigen gemäß I ig. I.
Die erfiiidiingsgemälle Verstärkiingsanordnung ent halt ,ils wesentlichen Bestandteil ein Stahlblech oder ein Stahlband mit einer Stärke \on weniger als etwa (ι Ί mm I> ι!»_ί könnt·!1
!tandem verwendet
/wc! '\rten von Itlechen >
werden, nämlich einmal
Schwarzblech mit einem ursprünglichen Kohlenstoffgehalt von ca. 0,05 bis 0,15%, der durch kontinuierliches Einsatzhärten erhöht wird. Dies geschieht mit Vorteil in ähnlicher Weise, wie es in der US-PS 39 50192 der Anmelderin beschrieben ist Als Ausgangsmaterial 5 eignet sich ferner ein Kohlenstoffstahlband mit einer Zusammensetzung nach AISIC 1040 (0,37 bis 0,24% C) bis einschließlich AISIC1095 (0,90 bis 1,03% C).
Das Stahlband- oder -blech mit dem gewünschten Kohlenstoffgehalt wird zu endlosen Streifen oder Bändern längsgeschnitten. Wie im folgenden noch näher erläutert, sind die Querschnittsabmessungen des längsgeschnittenen Materials ein ausschlaggebender Faktor für die verbesserten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verstärkungsanordnung. .
Bei der Verwendung von Bandmaterial anstelle von Litzen oder Kord als Verstärkung muß dieses im wesentlichen die gleiche Festigkeit aufweisen wie eine Kordverstärkung. Der hier verwendete Ausdruck Litze bezeichnet ein Faserbündel, während der Begriff »Kord« für einen aus zwei oder mehr Litzen zusammengedrehten oder geformten Strang steht Im Rahmen der Beschreibung können diese Bezeichnungen jedoch als gleichbedeutend betrachtet werden. Eine typische, für die Verstärkung von Luftreifen verwendete Litze ist aus fünf in einer Richtung zusammengedrehten Fasern oder Drähten mit einem Durchmesser von 0,254 mm gebildet und wird gewöhnlich als 1 χ 5 Litze bezeichnet Ein Band mit einem Querschnitt von 0,254 χ 0,01 mm besitzt ungefähr die gleiche Festigkeit jo wie eine 1 χ 5 Litze. Anders ausgedrückt IaBt sich Kord oder Litze durch ein Bandmaterial ersetzen, wenn bei im übrigen gleichen physikalischen Eigenschaften die Querschnittsabmessungen entsprechend angeglichen werden.
Erfindungsgemäß soll das Stahlband ein Seitenverhältnis
/ Bandbreite B \ \ Bandstärke D )
von mehr als 2 besitzen. Zur Erzielung befriedigender Ergebnisse liegt die Breite B im Bereich zwischen 0,254 und 5,08 mm und die Stärke D im Bereich zwischen 0,127 und 0,508 mm.
Die größtmögliche Breite des in der erfindungsgemäßen Veruärkungsanordnung enthaltenen Stahlbandes wird durch die Materialermüdung begrenzt, die sich durch die gleichzeitige Durchbiegung des Bandes in Quer- und Längsrichtung ergibt Zur Erzielung eines -,0 optimalen Ermüdungsvsrhaltens können die Breite und die Stärke des Bandes je nach der auftretenden Beanspruchung angepaßt werden. Nach Feststellung des spezifischen Ermüdungsverhaltens eines Bandes mit bestimmten Abmessungen von beispielsweise -,-, 0,254 χ 0,01 mm kann die Stärke des Bandes verringert werden, während seine Breite gleichzeitig um einen proportionalen Betrag vergrößert wird.
Die Breite des Bandes wird aber auch durch andere Faktoren bestimmt, die sich aus dem Aufbau der hn Verstärkungsgürtel oder -lagen ergeben. Für die Einbeziehung eines bestimmten Gewichts der Versiärkungsiinordnung in den Aufbau eines Reifens ist ein in Betracht zu ziehender Faktor die Anzahl der Enden der in einem Verstärkiingsgiirtel oder einer -lage Vorhände- „, neu Verstarkungsgcbilde pro Längeneinheit. Diese Λη/.ahl wird feiner bestimmt durch den Abstand /wischen den ncbcnoi"'indcrlicgcndcn Vcrslärkungsanordnungen, von dem das Haftvermögen zwischen der Verstärkungsanordnung und dem Gummi abhängig ist Da eine bandförmige Verstärkungsanordnung ziemlich breite, ebene Oberflächen aufweist, ist das Haftvermögen zwischen ihr und dem Gummi im allgemeinen gut Aufgrund dieses guten Haftvermögens können die Abstände zwischen den Verstärkungsanordnungen ziemlich klein sein.
Um der erfindungsgemäßen Verstärkungsanordnung die gewünschten mechanischen Eigenschaften zu verleihen, wird das längsgeschnittene Stahlband anschließend einer Wärmebehandlung unterworfen. Dazu wird das Band kontinuierlich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch einen eine schützende oder inerte Atmosphäre enthaltenden Ofen geführt und dabei austenitisiert Nach dem Austenitisieren und Homogenisieren wird das Band abgeschreckt, so daß der Austenit zu Martensit, Bainit oder einem daraus gemischten Feingefüge umgewandelt wird. Diese Umwandlung ist abhängig von der Abschreckgeschwindigkeit
Im Fall der Umwandlung in Martensit wird das abgeschreckte Stahlband durch Erhitzen auf eine niedrigere Temperatur von 200 bis 300 C kontinuierlich getempert Durch das Tempern werden die Duktilität wiederhergestellt und die durch das Abschrecken hervorgerufenen Spannungen beseitigt Dabei ergibt sich ein getempertes, martensitisches, bainitisches oder gemischt martensitisch-bainitisches Feingefüge. Das in dieser Weise wärmebehandelte Stahlband wird anschließend an der Oberfläche mit einer kontinuierlichen Beschichtung aus einem üblichen Bindemittel für die stoffschlüssige Verbindung mit Gummi versehen.
Bei der erfindungsgemäßen Verstärkungsanordnung kann die stoffschlüssige Verbindung des Stahlbandes mit dem Gummi in zweierlei Weise erreicht werden, wodurch den Herstellern eine gewisse Bewegungsfreiheit hinsichtlich der Herstellung der Gummiverbindung ermöglicht wird. Eine Methode besteht darin, die Stahloberfläche mit einer Messingschicht zu versehen, die den unmittelbaren Kontakt mit dem Gummi übernimmt Die andere Methode besteht darin, ein übliches organisches Bindemittel auf nicht-wäßriger, das heißt organischer Kautschukbasis zu verwenden, das man auf das Stahlband aufträgt, bevor man dieses mit dem Kautschuk in Kontakt bringt. Eine in dieser Weise aufgebaute erfindungsgemäße Verstä'-kungsar.ordnung ist in der F i g. 1 gezeigt und umfaßt ein Stahlband 1 mit der Breite »W« und der Stärke »f«, das an seiner Oberfläche mit dem üblichen organischen Bindemittel, das heißt der Klebstoffbeschichtung 2, versehen ist
Die organischen Bindemittel oder Klebstoffsysteme umfassen im allgemeinen Lösungen von organischen Polymerisaten und di3pergierte feste Verbindungen in organischen Lösungsmitteln.
üie an sich bekannten organischen Bindemittel enthalten ein filmbildendes Polymerisat, des ein Halogenisierungsprodukt eines natürlichen oder synthetischen Kautschuks ist. Nachbromierte Poly-2,3-dichlorbutadiene oder ebenso nachchlorierte PoIy-2,3-dichlorbutadiene "der Poly-2,3-dimethylbutadien oder die Chlorierungs- oder Bromierungsprodukte von Nitrilkaulschuken, Pölybülädien-Styröl öder liäUtscKikähnll· chen Äthylen/Propylcn-Terpolymerisaien können mit guten Ergebnissen eingesetzt werden.
Häufig enthalten diese organischen bindemittel weiterhin Nilros ^verbindungen, wie Dimtrosoben/ol, ρ Dinitrosodiphcnylamin, p-Dinitrosocymol. Dinitrc.sona ph thalin, Methoxydinitrosobenzol, Chloidi nitroso-
benzol und Cyclohexyldinitrosobenzol.
Weitere bekannte organische Bindemittel, die in den zur Verbindung des Gummis mit dem Stahlband verwendeten Klebstoff eingebracht werden können. enthalten reaktionsfähige synthetische Harze, beispiels- ~- weise Epoxidharze, wie die Reaktionsprodukte von Novolak mit Epichlorhydrin, oder weiterhin Phenolharze oder Polysiloxanvcrbindungen, die ungesättigte Reste enthalten. Es ist besonders angezeigt, derartigen reaktionsfähigen synthetischen Harzen sogenannte Härtungs- oder Vernetzungsmittel zuzusetzen. Für Epoxygruppen enthaltende Bindemittel können aliphatische oder aromatische Amine, Säureamide mit freien Aminogruppen, Carbonsäureanhydride, wie Hexahydrophthalsäureanhydrid, oder die sogenannten Lewis- π Säuren oder deren Komplexverbindungen, zum Beispiel die Bortrifluoridkomplexe mit Aminen oder Alkanolen, verwendet werden.
Weitere organische Bindemittel für die Verbindung von Gummi mit Metall, die in den für die Beschichtung >o des Stahlbandes verwendeten Klebstoff eingebracht werden können, sind monomere ungesättigte Silane, wie Vinyltriäthoxysilan, oder Aminogruppen enthaltende Silane, wie Aminopropyltriäthoxypropylsilan oder Aminobutylmethyldiäthoxysilan, oder weiterhin die Mercap- > > tosilane.
Darüber hinaus ist es häufig zweckmäßig, als organische Bindemittel für die Verbindung von Gummi mit dem Stahlband Bindemittel zu verwenden, die chlorierte Dienpolymerisate, epoxidiertes Novolak, das jn man durch die Umsetzung von Novolak mit Epichlorhydrin unter alkalischen Bedingungen erhält, und sogenannte Härtungsmittel für Epoxidharze, enthalten.
Darüber hinaus können mit guten Ergebnissen organische Bindemittel verwendet werden, die Gemi- π sehe aus chlorierten oder hydrochlorierten Dienpolymerisaten, Polychloropren und Mischpolymerisate von Vinylpyridin mit Butadien und Styrol oder ebenso Mischpolymerisate von konjugierten Dienen und Alkanolestern von Acryl- oder Methacrylsäure enthal- 4η ten.
oder fumarsäure, sind, Mischpolymerisate aus konju gierten Dienmonomeren und Acrylnitril, Mischpolymc risate aus konjugierten Dienmonomeren und einen ungesättigten Keton, in denen das Mischpolymerisat Oü bis 10 Gew.-% ungesättigtes Keton enthält, um Terpolymerisate aus einem konjugierten Dien, Styn und einem ungesättigten Keton. Ein besonders bevor zugter Latex ist ein Latex eines Styrol/Butadien/Vinyl pyridin-Mischpolymerisats mit einem Gewichtsverhält nisvon 15/70/15.
Die zur Bildung des als organisches Bindemitte verwendeten Phenolformaldehydharzes erforderlicher Bestandteile können geeigneterweise Resorcin unc Formaldehyd sein. Dabei kann das Resorcin/Formalde hyd-Molverhältnis im Bereich von 1:1 bis 1 :3 liegen Die Bestandteile des Phenol/Formaldehyd-Harzes können in irgendeiner üblichen Weise in das das organische Bindemittel bildende Gemisch eingebracht werden Sofern diese Bestandteile Resorcin und Formaldehyd sind, kann das letztere beispielsweise in Form einet wäßrigen Lösung zugegeben werden. Als Phenol kann man auch m-Aminophenol verwenden oder man kann Naphthole, wie 13-Dihydroxynaphthalin oder 13-Dihy droxynaphthaJin, einsetzen.
Neben dem Phenol/Formaldehyd-Harz können dem Elastomeren oder dem Latex weitere Bestandteile zugesetzt werden, wie beispielsweise ein Isocyanat, ein Epoxidharz oder ein Resorcin/Formaldehyd-Harz.
Weitere organische Bindemittel sind in den US-Patentschriften 38 17 778 und 38 35 082 beschrieben Beispielsweise wird sin organisches Bindemittel, das ein Resorcin/Formaldehyd-Kondensationsprodukt und ein
Butadien/Styrol-Vinylpyridin-Mischpolvrnerisatlatex enthält, üblicherweise zur Verbindung von Fasern mit Gummi verwendet In diesen beiden Patentschriften ist offenbart, daß die ungesättigten Resorcinpolymerisatharze in vorteilhafter Weise das Resorcin in diesen Produkten ersetzen können, wobei man ein Material mit verbesserter Klebekraft erhält
Beispielsweise kann das Stahlband der erfindungsgemäßen Verstärkungsanordnung mit einem Aldehydkon-
organischen Bindemitteln organische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe oder weiterhin Ketone, Ester, Äther oder ebenso Alkohole verwenden. So kann man beispielsweise Hexan, Heptan, Octan, Toluol, Benzol, Xylol, Methanol, Äthanol, Isopropanol, Methylenchlorid, Tetrachlorkohlenstoff, Dichloräthylen, Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Brombenzol, Aceton, Methylethylketon, Diäthylketon, Butylacetat, Amylacetat, Äthylacetat, Anisol und andere Lösungsmittel dieser Art verwenden. Häufig ist es angezeigt, den Lösungen oder Dispersionen weitere Hilfsmittel, wie Ruße, Alterungsinhibitoren, Pigmente oder Farbstoffe zuzugeben.
Als organisches Bindemittel zur Verbindung des Stahlbandes mit dem Gummi kann man weiterhin ein Gemisch aus einer wäßrigen Dispersion eines Elastomeren und den zur Bildung eines Phenol-Formaldehyd-Harzes erforderlichen Bestandteilen verwenden. μ
Die wäßrige Dispersion des Elastomeren kann irgendein Kautschuklatex sein und sie kann gewünschtenfalls auch ein Gemisch aus zwei oder mehr Latices darstellen. Geeignete Latices sind natürlicher Kautschuk, StyroL/ButadiepyVinylpyridin-Mischpolymerisa- «5 te, carboxylierte Styrol/Butadien-Mischpolymerisate, die vorzugsweise Terpolymerisate aus Styrol, Butadien oder einer ungesättigten Dicarbonsäure, wie Itaconwasserlöslichen, im wesentlichen gesättigten Polymerisat beschichtet sein. Dieses Gemisch erhält man dadurch, daß man einen olefinisch ungesättigten Rest mit 3 bis 10 Kohlenstoffatomen im Verhältnis von etwa 0,1 bis 0,6 Mol ungesättigter Rest pro MoI eingesetztes Resorcin in den Rcsorcinkern einführt, wozu man als Aldehyd einen gesättigten aliphatischen Aldehyd mit gerader oder verzweigter Kette mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Paraformaldehyd und/oder Paraldehyd in Mengen im Bereich von etwa 0,2 bis etwa 0,7 Mol-%, bezogen auf das für die Herstellung der Mischung verwendete Resorcin, verwendet
Als ungesättigten Rest verwendet man ungesättigte Verbindungen, wie Halogenolefine, Dihalogenoiefine, acyclische Diolefine und/oder olefinische Alkohole oder olefinische Alkoholvorläufer.
Weiterhin kann man als Aldehyd Formaldehyd verwenden und kann als ungesättigte Verbindung 3-Chloropren, l,4-Dichlor-2-buten, 23-DichIorpropeiL 3,4-Dichlor-l -buten, 5,7-Dimethyl-1,6-octadien,
13-Pentadien und/oder 1,5-Cyclooctadien einsetzen.
Die erfindungsgemäBe Verstärkungsanordnung besitzt hervorragende mechanische Eigenschaften, nämlich:
line Zerreißfestigkeit von 23 905 kp/cm ■'.
cine Fließfestigkeit von 18 984 kp/cm·'und
eine Dehnung von J.O bis 3,3%.
In Versuchen hat sich darüber hinaus gezeigt. daß die erfindiingsgemäße Verstärkungsanordnung ein sehr gute1 1 laftvermögen an Gummi zeigt.
In der F i g. 2 ist eine Bahn 3 aus Gummi gezeigt, in der eine Anzahl von erfindungsgcmäLlen Verstärkungsanordnungen 1 nebeneinander angeordnet sind. Zur Herstellung dieses Gebildes werden mehrere erfindungsgemäße Verstärkungsanordnungen in einem vorbestimmten geometrischen Muster auf einer Kautschuklage angeordnet. In diesem Muster sind die Abstände zwischen den einander benachbarten Verstärkungsanordnungen sowie die Anzahl der Enden der Verstärkungsanordnungen pro Zentimeter festgelegt.
Zur weiteren Verwendung kann diese Bahn 3 zu .Schrägstreifen zerschnitten werden, die dann für die Verstärkung von Luftreifen im Bereich der Reifenkrone unterhalb der Lauffläche eingesetzt werden.
Die F i g. 3 zeigt einen solchen Reifen 4. der mit einer Anzahl der erfindungsgemäßen Verstärkungsanordnungen 1 verstärkt ist. Dabei sind wenigstens zwei der oben beschriebenen Schrägstreifen derart angeordnet, daß die Verstärkungsanordnungen ι entgegengesetzt in einem Winkel von ca. 15 bis 30° zur mittleren Umfangsebene des Reifens verlaufen. Die Schrägstreifen oder Gürtel werden auf einen toroidförmigen, un"ulkanisierten Reifenkörper aufgezogen. Darauf wird die Lauffläche aufgebracht, der Reifen expandiert und in einer Vulkanisierpresse vulkanisiert. Aus dieser kann dann der fertige Reifen entnommen werden.
Die erfindungsgemäße Verstärkungsanordnung mit einer Zerreißfestigkeit von wenigstens 21 093 kp/cm2 eignet sich hervorragend für die Verstärkung von Luftreifen.
Das längsgeschnittene Stahlband besitzt ein Paar rauhe Oberflächen, die beim Längsschneiden des Bleches entstehen und deren Breite der Materialstärke entspricht. Diese rauhen Oberflächen tragen nach dem 5cbi.uii.mcii lies Baiiu'ci um UClIi ü'uiu-iicii Diiiücimuci zur Verbesserung des Haftvermögens zwischen der Verstärkungsanordnung und dem Gummi bei.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Schwarzblech AISI C 1008 :a. 0,08%), Dicke 0,254 mm.
a) Ausgangsmaterial:
(Kohlenstoffgehalt
Breite 60 cm.
b) Das Schwarzblech wird bei 982° C in einer Atmosphäre aus 10% Methan und 90% endothermischem Gas auf einen Kohlenstoffgehalt von ca. 0,60% (C 1060) einsatzgehärtet und langsam abgekühlt
c) Das einsatzgehärtete Blech wurde
breiten Bändern längsgeschnitten,
reaustenitisiert und abgeschreckt,
feinperlitisches Feingefüge entsteht
d) Das 25,4 mm breite Vorband wird zu 1,02 mm breiten Bändern längsgeschnitten, die eine Querschnittsfläche von 0,254 mm χ 1,02 mm aufweisen.
e) Wärmebehandlung: Das Band wird bei 730° C mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 41,1 bis 42,7 m/min durch einen Ofen geführt und austenitisiert dann in Wasser mit einer Temperatur von
zu 25,4 mm bei 1049° C daß
so
8CPC abgeschreckt und während ca. '1O s bei 260'C getempert. Man erhält ein Feingefüge aus getempertem Martensit.
Mechanische Eigenschaften;
Zerreißfestigkeit: 23 202 bis 23 765 kp/uii-'
Fließfestigkeit: 19 194 bis 20 179 kg/cm-1
Dehnung: 3,0 bis 3,3%.
f) Das warmbehandelte Band wird gereinigt, mit Wasser gespült und gemäß der Beschreibung der US-PS 38 17 778 in ein Bindemittel getaucht und anschließend zur Verfestigung des Bindemittels nachbehandelt. Anschließend wird das Haftvermögen des Materials unter Anwendung der in der US-PS 38 17 778 beschriebenen Η-Block- und Abreißprüfverfahren untersucht, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:
Probe Nr. Il Blockkr.iftc Haftvermögen Zug
visuell (kp)
(kp) 24,5
P-I-I 16 5.0 29.5
P-1-2 21 5.0 24.5
P-M 22 5.0 32.7
P-1-5 17 5.0
Zur Herstellung eines Verstärkungsmaterials wird das beschichtete Band über eine Kautschuklage auf eine Trommel aufgewickelt, worauf eine gleichartige Kautschuklauge aufvulkanisiert wird. Dabei werden 16 Enden der Verstärkungsanordnung pro 25,4 mm nebeneinander in das Material eingebettet. Das Material wird dann schräg zu Verstärkungsgürteln zerschnitten. Zwei solche Gürtel werden auf einen toroidförmigen. unvulkanisierten Reifenkörper aufgezogen und mit diesem zu einem Reifen verarbeitet. Die Bänder bilden einen Winkel von ca. 24° zur mittleren Umfangseber.c des Reifens.
Ill UIC3C1
nrciac wciucii μ ei. Ms nauiaircilcn geierugi,
die anschließend geprüft werden.
Für die Untersuchung der Verschleißfestigkeit bzw. Haltbarkeit der Reifen werden diese mit einer Geschwindigkeit von 96,6 km/h auf einer ovalen Bahn gefahren. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:
Reifen Verschleißfestigkeit
Nr. der Lauffläche
Haltbarkeit
« 448
außergewöhnlich gut 44 100 befriedigend
Der Versuch wurde wegen starker Ablösung an der Seitenwand des Reifens abgebrochen. Dieser Schaden ist jedoch nicht auf die Verstärkungsmittel zurückzuführen.
450 außergewöhnlich gut
452 außergewöhnlich gut
453 außergewöhnlich gut
45000 befriedigend 45000 befriedigend 45000 befriedigend
Die Versuche mit den Reifer, 450,452 und 453 wurden freiwillig abgebrochen und die Laufflächen wurden abgeschnitten, um eine Runderneuerung zu ermöglichen. Wegen geringfügiger Ablösung an den Rändern
der Verstärkungsgürtel wurden die Reifen jedoch nicht runderneuert. Reifen 449: Dynamischer Stoflversiich. Eindringtiefe 7,62 cm, Kraft 920 kp und Energie 1090 kp. Befriedigende Ergebnisse. Reifen 451 Dauerprüfung bei hoher Geschwindigkeit. Der Reifen lief JO min lang mit km/h, mehr als befriedigende Ergebnisse.
Beispiel 2
Man wiederholt die Stufen a bis d des Beispiels I.
e) Wärmebehandlung: Man austenitisiert das Stahlband bei 735°C unter Anwendung einer Bandgeschwindigkeit im Ofen von 42,1 bis 42,7 m/min. Man schreckt in Wasser mit einer Temperatur von 80° C ab und tempert während ca. 40 s bei 280° C. Hierdurch erhält man ein getempertes martensitisches Feingefüge.
Mechanische Eigenschaften:
Zerreißfestigkeit: 23 905kp/cm2
Fließfestigkeit: 20 460kp/cm2
Dehnung: 3,2%.
f) Das wärmebehandelte Stahlband wird gereinigt, mit Wasser gespült und nach der in Beispiel 1 angegebenen Verfahrensweise mit dein organischen Bindemittel behandelt.
Für das nach der Verfahrensweise von Beispiel I untersuchte Haftvermögen ergaben sich die folgenden Werte:
10
Probe Nr. II-Bloikkraltc
(kp)
15
15
Haftvermögen /.Ug
visuell (kp)
23.2
4.5 22,7
4.9
g) Nach der in Beispiel 1 angegebenen Weise werden fünf Radialreifen gefertigt. Vier dieser Reifen wurden auf einer Bahn mit Kopfsteinpflaster untersucht. Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:
Reifen Nr. Ergebnis
409 5000 Runden vor Abbruch des Versuchs
510 3600 Runden vor Abbruch des Versuchs
511 12000 Runden vor Abbruch des Versuchs
512 9070 Runden vor Abbruch des Versuchs
Kriterium für die Zulässigkeit sind weniger als 20 Bruchstellen bei Stahlgürtelreifen nach 8000 bis 10 000 Runden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche;
1. Verstärkungsanordnung für einen Gummi-Verbundkörper, gekennzeichnet durch ein Stahlband mit einer kontinuierlichen Beschichtung aus einem üblichen Bindemittel für die stoffschlüssige Verbindung mit Gummi an der Oberfläche, mit einer Breite im Bereich zwischen 0,254 und 5,08 mm, einer Dicke im Bereich zwischen 0,127 und 0,508 mm und einem Seitenverhältnis von mehr als etwa 2, ferner mit einer Zerreißfestigkeit von mehr als 1407 kp/cm2 und einem durch Wärmebehandlung oder Abschrecken erzielten, getemperten martensitischen, bainitischen oder gemischt martensitischbainitischen Feingefüge, wobei das Stahlband einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,4 und 03% hat
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlband eine kontinuierliche Beschichtung aus einem üblichen organischen Bindemittel oder einer Messingschicht als Bindemittel an der Oberfläche aufweist
3. Verwendung der Verstärkungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2 für die Verstärkung von Gegenständen aus Gummi und Luftreifen.
DE2606512A 1975-02-19 1976-02-18 Verstärkungsanordnung für einen Gummi-Verbundkörper und deren Verwendung Expired DE2606512C3 (de)

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LU74367A1 (de) 1977-01-06
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